車のダッシュボードには、車の状態や性能に関する情報がぎっしり詰まっています。しかし、タイヤのトレッドが摩耗していることだけはドライバーに警告できません。カーネギーメロン大学の研究者たちは、レーダーを使った新しいリアルタイム監視システムで、この安全リスクに注目しています。
車のタイヤの状態を常に把握しておくことは、エンジンオイルを定期的に交換することを忘れないようにすることと同じくらい重要です。トレッドの深さが減ると、タイヤが路面を効果的にグリップする能力が低下する可能性があります。摩耗が不均一になると、車両の性能と操縦性にも影響しますが、車の所有者は手動で注意を払う必要があります。ダッシュボードにはトレッドの深さを確認するように知らせる警告灯はなく、メンテナンスをさらに複雑にしているのは、ほとんどのドライバーが危険なほどトレッドが低いタイヤが実際にどのような状態であるかを知らないことです。定期的にそのようなテストを行っていなければ、溝にコインを突っ込んでも何もわかりません。また、すべてのドライバーが責任を持って定期的に車検に通しているわけではありません。
2018年から、カーネギーメロン大学の研究チームはブリヂストンと提携し、様々な技術を用いてタイヤの摩耗を自律的に監視する実験を行ってきました。レーザーベースのシステムは既に存在し、非常に高精度ですが、この技術は高感度であるため、タイヤが高速回転する走行中の車両への導入が難しく、タイヤの溝に堆積したゴミによって簡単に誤検知されてしまう可能性があります。最終的な解決策は、はるかに古い技術であるレーダーであることが判明しました。これにより、オスプレイの新しいシステムは、タイヤのトレッド溝の減少だけでなく、より広範囲の検知が可能になりました。
レーダーは時代遅れの技術のように聞こえるかもしれませんが、高精度で最新のミリ波レーダーシステムは、障害物回避や衝突回避、高速道路走行中にドライバーが必ずしもハンドルから手を離す必要がないインテリジェントクルーズコントロールなどの機能を備えた車両に既に搭載されています。Ospreyは、自動車用途で既に広く普及しているミリ波レーダー部品を使用していますが、車両のホイールハウス内に搭載され、各タイヤの表面に焦点を合わせています。
タイヤの高速回転運動は、ミリ波レーダーセンサーの精度をサブミリメートル単位まで向上させます。タイヤから信号を反射させ、それが戻ってくるまでの時間を正確に測定することで、オスプレイシステムはタイヤのトレッドの深さを測定できるだけでなく、その測定値が経時的にどのように変化したかを把握できるため、ドライバーは新しいタイヤを購入する時期を予測できる可能性があります。
このシステムの測定精度は、光学的なソリューションの妨げとなる汚れの蓄積や積雪の影響を受けません。しかし、タイヤの溝に定期的に挟まる石やその他のゴミによって精度が損なわれる可能性があります。これに対処するため、研究者たちは、レーダーが検知できる特定のパターンでタイヤの溝に金属片を埋め込んだ。この金属片は、タイヤメーカーが既に静電気の蓄積を分散させるために追加している金属片と連携して機能し、パターンに不規則性が検出された場合は無視するか、釘などのようにドライバーに注意を促すことができます。
オスプレイシステムの試作機は、試験においてタイヤのトレッド溝の深さを0.68ミリメートル以内で測定することに成功し、釘などの有害な異物を92%の確率で正確に検出し、その差は1.7センチメートル以内でした。研究者らが追加した金属片のため、このシステムは現在製造中のタイヤには機能しませんが、研究チームはタイヤを構成する他の材料を利用して、安全システムの精度を低下させる可能性のある異物を検知・除去する方法を検討しています。
